C#语言程序设计（高等院校信息技术应用型规划教材）

　　《C#语言程序设计》根据应用型人才的培养目标和“应用为本，学以致用”的办学理念，精选必需的教学内容，分别在DOS和Windows视窗两种运行环境下介绍C#程序设计基础知识与Windows应用开发技术，并以一个完整的基于三层架构的实例——图书借阅管理系统详细介绍实际应用项目的开发过程。全书共分8章，包括C#语言概述、.NET框架和VisualStudio.NET开发工具概述、C#语法与结构化程序设计基础、面向对象程序设计基础、基于三层架构的图书馆借阅管理系统基础设计、异常处理、ADO.NET数据库应用程序设计、图书馆借阅管理系统的窗体设计与功能实现。
　　本书既可作为应用型本科计算机相关专业的专业教材，也可以作为非计算机专业学生及计算机爱好者学习C#语言的入门书籍。

　　《C#语言程序设计》根据应用型人才的培养目标和“应用为本，学以致用”的教学理念，精选必需的教学内容，分别在DOS和Windows视窗两种运行环境下介绍C#程序设计基础知识与Windows应用开发技术，并以一个完整的基于三层架构的实例——图书借阅管理系统详细介绍实际项目的开发过程。全书共分8章，主要内容包括C#语言概述、.NET框架和VisualStudio.NET开发工具概述，C#语法与结构化程序设计基础，面向对象程序设计基础，基于三层架构的图书馆借阅管理系统基础设计，异常处理，ADO.NET数据库应用程序设计，图书馆借阅管理系统的窗体设计与功能实现。
　　本书既可作为应用型本科计算机相关专业的专业教材，也可以作为非计算机专业学生及计算机爱好者学习C#语言的入门书籍。

第1章概述1
1.1C#语言概述1
1.1.1MicrosoftVisualStudio简介1
1.1.2C#运行环境——.NET框架2
1.2安装MicrosoftVisualStudio20133
1.3C#主要应用程序类型5
1.3.1控制台应用程序5
1.3.2Windows应用程序8
1.3.3Web应用程序10
1.3.4WPF和Silverlight应用程序12
1.3.5WindowsPhone应用程序14
本章小结15
习题15
第2章表达式求值16
2.1值类型16
2.2引用类型21
2.3变量与常量25
2.3.1变量25
2.3.2常量27
2.4类型转换27
2.4.1隐式类型转换27
2.4.2显示类型转换28
2.4.3装箱和拆箱29
2.5运算符和表达式30
2.5.1算术运算符30
2.5.2关系运算符31
2.5.3逻辑运算符31
2.5.4位运算符332.5.5赋值运算符33
2.5.6条件运算符34
2.5.7运算符的优先级与结合34
本章小结35
习题35
实验36
第3章流程控制38
3.1分支语句38
3.1.1if语句38
3.1.2switch语句43
3.2循环语句48
3.2.1while循环语句48
3.2.2dowhile循环语句48
3.2.3for循环语句49
3.2.4foreach循环语句50
3.3跳转语句52
3.3.1break语句52
3.3.2continue语句52
3.3.3return语句53
3.3.4goto语句54
本章小结55
习题55
实验57
第4章面向对象基础58
4.1面向对象的概念58
4.2类和对象59
4.3类的成员60
4.3.1字段60
4.3.2方法63
4.3.3构造方法和析构方法71
4.3.4属性75
4.3.5索引器77
4.4继承78
4.5多态81
本章小结84
习题84
第5章图书借阅管理系统基础设计89
5.1图书借阅管理系统业务流程89
5.2功能模块设计89
5.3系统数据库设计90
5.4三层架构的创建92
本章小结96
习题96
第6章异常处理97
6.1错误和异常97
6.2异常处理结构98
6.2.1trycatch语句98
6.2.2tryfinally语句100
6.2.3trycatchfinally语句101
6.2.4throw语句102
6.3自定义异常类103
本章小结104
习题105
第7章数据库应用开发106
7.1ADO.NET概述106
7.1.1ADO.NET对象模型106
7.1.2ADO.NET命名空间107
7.2Connection对象107
7.2.1选择.NET数据提供程序107
7.2.2使用SqlConnection对象108
7.2.3使用OleDbConnection对象109
7.3Command对象的使用109
7.3.1插入、修改、删除数据110
7.3.2读取数据111
7.3.3执行存储过程115
7.4DataAdapter和DataSet对象的使用116
7.4.1填充DataSet117
7.4.2更新DataSet118
本章小结119
习题119
实验121
第8章图书借阅管理系统的窗体设计与功能实现122
8.1登录窗体122
8.2主窗体126
8.2.1窗体间传值131
8.2.2多文档界面设计133
8.2.3背景中的文字左右滚动135
8.2.4系统通知区域图标的实现136
8.3用户管理137
8.3.1单选按钮和复选框的使用138
8.3.2组合列表框的使用139
8.3.3补充三层架构内容140
8.3.4逐条添加用户功能144
8.3.5批量添加用户功能145
8.3.6在数据库中使用触发器146
8.4图书分类147
8.4.1拆分器控件的使用147
8.4.2树状视图控件的使用148
8.4.3列表视图控件的使用150
8.4.4图书分类功能151
8.4.5添加类别功能155
8.4.6新书入库功能156
8.5借书与还书161
8.5.1复合控件162
8.5.2扩展控件165
8.5.3补充三层架构内容168
8.5.4图书借阅功能171
8.5.5图书归还功能174
8.6查询功能176
8.6.1使用XMLWeb服务177
8.6.2用户详细信息184
8.6.3读者借阅信息187
8.6.4将DataGridView内容导出到Word189
8.6.5图书查询功能193
8.6.6图书借阅信息查询功能194
8.7部署198
8.7.1安装InstallShieldLimitedEditionforVisualStudio198
8.7.2部署图书借阅管理系统199
8.7.3生成安装包及安装程序203
参考文献205
附录C#应用系统开发实训206

　　第1章
　　第1章概述
　　1.1C#语言概述
　　C#(读作Csharp)语言是从C语言和C++语言发展而来的，它是一种简单的、功能强大的、类型安全的和面向对象的高级程序设计语言。C#凭借在许多方面的创新，在保持C语言风格的表现力和雅致特征的同时，实现了应用程序的快速开发。
　　VisualC#是Microsoft对C#语言的实现。MicrosoftVisualStudio通过功能齐全的代码编辑器、编译器、项目模板、设计器、代码向导、功能强大且易用的调试器以及其他工具，实现了对VisualC#的支持。通过.NET框架类库，可以访问许多操作系统服务和其他有用的精心设计的类，这些类可显著加快开发周期。
　　1.1.1MicrosoftVisualStudio简介
　　MicrosoftVisualStudio(简称VS)是一个基本完整的开发工具集，它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等。VS的目标代码适用于微软支持的所有平台，包括MicrosoftWindows、WindowsMobile、WindowsCE、.NET框架、.NETCompact框架和MicrosoftSilverlight及WindowsPhone。
　　1997年，微软发布了VisualStudio97，包含有面向Windows开发使用的VisualBasic5.0、VisualC++5.0，面向Java开发的VisualJ++和面向数据库开发的VisualFoxPro，还包含创建DHTML(DynamicHTML)所需要的VisualInterDev。其中，VisualBasic和VisualFoxPro使用单独的开发环境，其他的开发语言使用统一的开发环境。
　　1998年，微软发布了VisualStudio6.0。2002年，随着.NET口号的提出与WindowsXP/OfficeXP的发布，微软发布了VisualStudio.NET(内部版本号为7.0)。与此同时，微软引入了建立在.NET框架上(版本1.0)的托管代码机制以及一门新的语言C#。2003年，微软对VisualStudio2002进行了部分修订，以VisualStudio2003的名义发布(内部版本号为7.1)。Visio作为使用统一建模语言(UML)架构应用程序框架的程序被引入，同时被引入的还包括移动设备支持和企业模版，.NET框架也升级到了1.1。2005年，微软发布了VisualStudio2005，仍然还是面向.NET框架的(版本2.0)。2007年11月，微软发布了VisualStudio2008。2010年4月，微软发布了VisualStudio2010以及.NETFramework4.0。2012年9月，微软在西雅图发布VisualStudio2012。2013年11月，微软发布VisualStudio2013。2015年7月，微软发布了VisualStudio2015正式版和C#6.0版本。
　　本书的所有示例都是在MicrosoftVisualStudio2013开发环境中实现的，将在1.2节中介绍如何安装MicrosoftVisualStudio2013开发环境。
　　1.1.2C#运行环境——.NET框架
　　.NET框架是用于代码编译和执行的集成托管环境，它管理着应用程序运行的方方面面，包括程序首次运行的编译、为程序分配内存以存储数据和指令、对应用程序授予或拒绝相应的权限、启动并管理应用程序执行，并且管理剩余内存的再分配。.NET框架的结构如图1.1所示。
　　图1.1.NET框架的结构
　　由图1.1可以看出，.NET框架主要由两个组件组成:公共语言运行库(CLR)和.NET框架类库。
　　1.公共语言运行库
　　CLR可视为管理代码执行的环境，介于操作系统和应用程序之间，提供了代码编译、内存分配、线程管理以及垃圾回收之类的核心服务，主要体现在以下几方面。
　　(1)管理代码的执行。各类.NET应用程序的代码被编译为中间语言，在程序执行时，公共语言运行库将中间语言编译为机器指令，负责加载所需的元数据类型、组件及其他各种资源，并在执行过程中提供安全性机制、错误处理、垃圾回收等。
　　(2)提供通用类型系统。包括值类型和引用类型两部分，这些类型为组件的资源控制、版本管理及组件间的交互提供关键信息。
　　(3)提供系统服务。.NET组件和应用程序使用公共语言运行库提供的统一接口，简化开发难度，且能够在不同的平台上移植。
　　2..NET框架类库
　　.NET框架类库提供一整套通用功能的标准代码，可以供开发人员使用。类库虽然是用C#编写的，但是使用任何.NET语言编写的应用程序都可以使用类库中的代码，如C#、VB.NET、C++等。
　　.NET框架类库的内容组织为命名空间树。命名空间是执行相关功能的类型的逻辑组织单位，每个命名空间还可以包含其他命名空间。图1.2给出了.NET框架类库的一小部分。
　　图1.2.NET框架中的部分类库
　　类库中包含了很多命名空间，有些内容在后面的章节中有介绍，有些是后续课程的内容，感兴趣的读者可以参考与.NET框架相关的书籍。
　　1.2安装MicrosoftVisualStudio2013
　　下面介绍MicrosoftVisualStudio2013的安装过程，该方法仅供个人学习之用。
　　(1)在VS安装光盘中找到文件vs_ultimate.exe，双击该可执行文件，如图1.3所示。
　　图1.3找到安装文件
　　(2)选择安装路径，这个软件占用空间非常大，最好不要装在系统盘下，会拖慢系统速度。选中“我同意许可条款和隐私策略”复选框，如图1.4所示。
　　(3)等待创建系统还原点，如图1.5所示，系统将在计算机上安装组件。
　　图1.4安装程序界面(1)
　　图1.5安装程序界面(2)
　　(4)完成安装，选中“启动”选项，进入启动页面，显示未激活，只有30天的试用期。如需长期使用，请在官方网站https://www.visualstudio.com/products/howtobuyvs购买正版软件。
　　(5)选择“开始”→“程序”→VisualStudio2013→VisualStudio2013命令，出现程序主界面，如图1.6所示。
　　图1.6VS主界面
　　1.3C#主要应用程序类型
　　本节从最基本的例子开始，介绍如何使用VisualStudio2013创建控制台应用程序、Windows应用程序、Web应用程序、WPF和Silverlight应用程序等。本书第2章中实例使用的是控制台应用程序，从第3章开始，大部分实例都是用Windows应用程序开发的。
　　1.3.1控制台应用程序
　　控制台应用程序比较简单，一般是初学者在实践过程中需要的一个展现平台，也就是一个命令窗口。通过一些简单的程序，将一些数组、字符串等打印在控制台(一个黑色的命令窗口)上。
　　【例11】在控制台窗口中输出“使用C#语言开发第一个控制台应用程序”。
　　启动VisualStudio2013，选择“文件”→“新建”→“项目”→“新建项目”命令，弹出如图1.7所示的界面。
　　图1.7“新建项目”界面
　　选择“模板”→VisualC#→“控制台应用程序”选项，然后为所创建的解决方案和项目命名并选择所要存放的路径。“名称”和“位置”这两个文本框虽然都有默认的名字，最好还是改成自定义的。特别是“位置”，系统默认的文件夹是VS系统文件夹，文件夹层数多，不便记忆，创建的项目文件不便查找，所以最好自己定义。
　　单击“确定”按钮，系统将建立一个控制台应用程序项目1\|1，并进入VS系统，系统将自动创建一个C#文件Program.cs，在其中输入以下程序代码。usingSystem;
　　usingSystem.Collections.Generic;
　　usingSystem.Linq;
　　usingSystem.Text;
　　usingSystem.Threading.Tasks;namespace_1_1

　　开发Windows应用软件的程序员都希望又快又好地开发出满足用户需求的软件产品，当然这除了要依靠程序员的能力和勤奋以外，还要有好用的软件开发平台，正所谓“工欲善其事，必先利其器”。自2002年微软推出C#语言和.NET平台以来，经过十几年的发展，现在已经有越来越多的程序员开始利用C#语言和.NET平台来开发各种应用软件。
　　作为一个软件开发平台，.NET框架提供了一个庞大的类库，该类库以面向对象的方式封装了各种WindowsAPI函数，通过它程序员可以高效地开发各种应用软件，从而摆脱了“编程语言+Win32API函数”的低效软件开发模式。在.NET框架类库中，有两种非常重要的技术，那就是ADO.NET和ASP.NET，前者是数据访问平台，后者是Web开发平台，它们为开发数据库程序和Web应用程序提供了强有力的支持。另外，利用.NET类库开发的程序将被编译成MSIL（微软中间语言）代码，并需要在.NET框架中的托管平台CLR（公共语言运行库）上运行，CLR将为其提供安全保障和垃圾回收等功能。
　　C#语言是一种优雅的编程语言，它汲取了目前几种主流编程语言如C++、Java和VisualBasic的精华，拥有语法简洁、面向对象、类型安全和垃圾回收等现代语言的诸多特征，从而成为.NET平台下的最佳编程利器。
　　本书是一本既详细讲解C#语法，又介绍如何利用C#开发三层架构应用项目的教材。本书使用VisualStudio.NET开发Windows应用程序，使读者掌握Windows窗体和控件的使用、自定义用户控件以及Windows应用程序的部署等。本书通过示范项目——图书借阅管理系统中的Windows的开发与管理，使读者经历一次Windows应用系统开发的全过程，并进行一次综合性训练，从而具备Windows应用程序开发的经验和基本能力。
　　本书包含了大量的示例性代码以验证书中介绍的知识，提升读者对C#语言的理解能力，并能编写真正的代码来解决实际的问题。
　　本书共8章，1个附录。
　　第1章:介绍C#语言的开发环境和运行环境，以及C#应用程序的类型。
　　第2章:在DOS环境下通过示例介绍C#语言的数据类型、运算符和表达式。
　　第3章:在Windows视窗环境下通过示例介绍C#语言的流程控制语句。
　　第4章:综合使用DOS和Windows视窗环境介绍C#语言面向对象的编程技术。
　　第5章:介绍图书借阅管理系统的功能、数据库设计以及系统三层架构的搭建。
　　第6章:在DOS环境下通过示例介绍C#语言的异常处理。
　　第7章:通过Windows应用程序示例介绍利用ADO.NET开发数据库应用的方法。
　　第8章:介绍图书借阅管理系统的窗体设计与功能实现。
　　附录:C#应用系统开发实训。
　　本教材的总学时为40～70学时，实验时数为15～30学时；C#应用系统开发实训可在课程结束后集中安排2～3周进行。
　　本书李莹、田林琳担任主编，吴晓艳、杨玥、王岩、田丹担任副主编。参加编写的还有郝雪燕、王羚伊。
　　由于编者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大读者批评、指正。编者的Email是liying0000@sohu.com。
　　编者2018年1月